一种基于局部描述符的三维人脸识别方法

提出一种局部描述符进行三维人脸识别。每个采样点的局部特征定义为该点根据其法向量与3个主轴之间的角度自适应选取的邻域点集向人脸主轴平面投影所得的面积。文中提出的三维人脸识别算法首先对人脸进行预处理,归一化到较统一的姿态后,提取与鼻尖等距的轮廓线,并对轮廓线进行重采样以剔除无用点。然后对每个采样点提取局部特征。最后建立人脸之间的点对应关系,将加权融合后的局部特征用于识别。通过实验认证,文中方法识别效果较好,且对遮挡和噪声有较好的鲁棒性。     

一种面向三维人脸识别的同一截面有效轮廓线提取算法

针对三维人脸识别对表情及姿态变化的鲁棒性研究,提出一种基于人脸同一截面有效轮廓线的人脸识别方法。首先根据手工标定鼻尖点区域的法向量对人脸进行粗略矫正,再基于同一标准正中面人脸的迭代最近点(ICP)算法进行精确姿态矫正,标定精确鼻尖位置,提取过鼻尖的不同人脸同一截面横纵两条轮廓线。用阈值法提取过鼻尖点的有效轮廓线,采用ICP算法计算相似度,对两条轮廓线识别结果进行融合。实验结果表明,在CASIA 3D人脸库上对表情及姿态变化有较好的鲁棒性。     

基于几何特征与深度数据的三维人脸识别

提出一种基于三维点云数据多特征融合的人脸识别方法。利用深度信息提取人脸中分轮廓线和鼻尖横切轮廓线;采用曲率分析的方法定位出人脸关键点,针对鼻子等人脸刚性区域,选取并计算了4类(包括曲率、距离、体积和角度)共13维的特征向量作为三维几何特征。深度图特征采用结合LBP与Fisherface的方法进行提取与识别。在3DFACE-XMU和ZJU-3DFED数据库上比较了该方法与PCA、LBP等单一方法的识别性能,识别效果有比较明显的提升。     

基于特征点表情变化的3维人脸识别

目的 为克服表情变化对3维人脸识别的影响,提出一种基于特征点提取局部区域特征的3维人脸识别方法。方法 首先,在深度图上应用2维图像的ASM(active shape model)算法粗略定位出人脸特征点,再根据Shape index特征在人脸点云上精确定位出特征点。其次,提取以鼻中为中心的一系列等测地轮廓线来表征人脸形状;然后,提取具有姿态不变性的Procrustean向量特征(距离和角度)作为识别特征;最后,对各条等测地轮廓线特征的分类结果进行了比较,并对分类结果进行决策级融合。结果 在FRGC V2.0人脸数据库分别进行特征点定位实验和识别实验,平均定位误差小于2.36 mm,Rank-1识别率为98.35%。结论 基于特征点的3维人脸识别方法,通过特征点在人脸近似刚性区域提取特征,有效避免了受表情影响较大的嘴部区域。实验证明该方法具有较高的识别精度,同时对姿态、表情变化具有一定的鲁棒性。     

基于轮廓线的三维人脸识别的改进算法

对已有的基于轮廓线的人脸识别方法进行了改进,在人脸的任意位置利用PCA自动确定人脸纵方向,采用网格配准方法提取对称面和对称轮廓线。通过计算对称轮廓线上的曲率,提取其他3条横向轮廓线。对提取的4条轮廓线进行重采样和归一化,截取轮廓线的有价值部分作为ICP算法的输入,进行人脸识别。试验证明,该算法将人脸识别率从原来的86.5%提高到了94%,降低了误识率。     

基于奇异点邻域结构的三维人脸识别方法

提出一种新的基于奇异点邻域结构的三维人脸识别方法.首先,在人脸纹理图像上分割目标区域,划分特征子区域,提取二维奇异点和奇异点邻域结构;然后,在人脸空间几何信息上标记三维奇异点及其邻域结构,并以奇异点和奇异点邻域结构的三维信息表征人脸特征;最后,采用奇异点邻域结构最近点方法识别人脸身份信息.实验结果表明,所提出方法在三维人脸识别方面具有较高的识别准确率和较好的鲁棒性能.     

二维Gabor特征与三维NP-3DHOG特征融合的人脸识别算法

基于二维图像的人脸识别算法提取人脸纹理特征进行识别,但是光照、表情、人脸姿态等会对其产生不利影响。三维人脸特征能更精确地描述人脸的几何结构,并且不易受化妆和光照的影响,但只采用三维人脸数据进行人脸识别又缺少人脸纹理信息,因此文中将二维人脸特征与三维人脸特征相融合进行人脸识别。采用基于Gabor变换的二维特征与基于新的分块策略的三维梯度直方图特征相融合的算法进行人脸识别。首先,提取二维人脸的Gabor特征;然后,提取三维人脸基于新的分块策略的三维梯度直方图特征,旨在提取人脸的可辨别性特征;接下来,对二维人脸特征与三维人脸特征分别使用线性判别分析子空间算法进行训练,并使用加法原则融合两种特征的相似度矩阵;最后,输出识别结果。     

基于排除算法的快速三维人脸识别方法

提出了一种基于排除算法的快速三维人脸识别方法. 首先, 利用主成分分析(Principal component analysis, PCA)对自动切割的不同姿态人脸进行校正, 将所有人脸转换到统一的坐标系下; 然后提取人脸侧面轮廓线, 利用基于LTS-Hausdorff距离的轮廓线对齐方法对库集对象进行排除; 最后, 采用基于刚性区域的改进迭代最近点(Iterative closest point, ICP)算法对剩余的库集模型进行精确匹配, 给出最终识别结果. 在FRGC V2.0人脸数据库的实验结果表明, 该方法具有较好的实时性和鲁棒性.     

对表情鲁棒的面部轮廓线3维人脸识别

目的表情变化是3维人脸识别面临的主要问题。为克服表情影响,提出了一种基于面部轮廓线对表情鲁棒的3维人脸识别方法。方法首先,对人脸进行预处理,包括人脸区域切割、平滑处理和姿态归一化,将所有的人脸置于姿态坐标系下;然后,从3维人脸模型的半刚性区域提取人脸多条垂直方向的轮廓线来表征人脸面部曲面;最后,利用弹性曲线匹配算法计算不同3维人脸模型间对应的轮廓线在预形状空间(preshape space)中的测地距离,将其作为相似性度量,并且对所有轮廓线的相似度向量加权融合,得到总相似度用于分类。结果在FRGC v2.0数据库上进行识别实验,获得97.1%的Rank-1识别率。结论基于面部轮廓线的3维人脸识别方法,通过从人脸的半刚性区域提取多条面部轮廓线来表征人脸,在一定程度上削弱了表情的影响,同时还提高了人脸匹配速度。实验结果表明,该方法具有较强的识别性能,并且对表情变化具有较好的鲁棒性。     

基于轮廓线局部描述符的三维人脸识别

提出了一种基于等测地轮廓线的局部描述符来识别三维人脸。首先对三维人脸数据进行预处理, 得到统一的人脸区域并进行姿态归一化; 然后根据测地距离提取到鼻尖点相同距离的点组成等测地轮廓线, 对轮廓线进行重采样, 并对轮廓线上每个采样点的邻域提取局部描述符; 最后在建立测试人脸和库集人脸的点对应关系后进行局部描述符的加权融合和比较, 给出最终识别结果。算法在FRGC(face recognition grand challenge)v2. 0数据库上进行测试, 实验结果表明该方法具有较好的识别性能。     

三维人脸数据的获取及人脸特征自动定位

介绍了一种快速获取人脸三维面貌数据的结构光相移测量技术,并利用这种高速的相移技术在获取三维面貌数据的同时获得人脸纹理背景图像,结合二维人脸图像中的人脸特征识别手段,应用到三维人脸图像中,可以让计算机自动提取人脸图像的主要特征点.首先介绍了高速相移技术的基本原理,介绍了二维人脸图像中的积分投影方法来求取人脸轮廓粗略位置的方法,接着介绍了将二维图像做纹理映射到三维数据里面的方法,结合三维高度信息的曲线分析、曲率判断等,快速的提取出了人脸的三维特征.经实验验证,此方法对于三维人脸特征的自动定位有很高的准确性和通用性.     

Automatic facial feature extraction and 3D face modeling using two orthogonal views with application to 3D face recognition

We present a fully automated algorithm for facial feature extraction and 3D face modeling from a pair of orthogonal frontal and profile view images of a person's face taken by calibrated cameras. The algorithm starts by automatically extracting corresponding 2D landmark facial features from both view images, then compute their 3D coordinates. Further, we estimate the coordinates of the features that are hidden in the profile view based on the visible features extracted in the two orthogonal face images. The 3D coordinates of the selected feature points obtained from the images are used first to align, then to locally deform the corresponding facial vertices of the generic 3D model. Preliminary experiments to assess the applicability of the resulted models for face recognition show encouraging results.     

An interpolation algorithm fitted for dynamic 3D face reconstruction

In order to solve the problem of low recognition accuracy in later period which is caused by the too few extracted parameters in the 3D face recognition, and the incapable formation of completed point cloud structure. An automatic iterative interpolation algorithm is proposed. The new and more accurate 3D face data points are obtained by automatic iteration. This algorithm can be used to restore the data point cloud information of 3D facial feature in 2D images by means of facial three-legged structure formed by 3D face and automatic interpolation. Thus, it can realize to shape the 3D facial dynamic model which can be recognized and has high saturability. Experimental results show that the interpolation algorithm can achieve the complete the construction of facial feature based on the facial feature after 3D dynamic reconstruction, and the validity is higher.     

刚性区域特征点的3维人脸识别

目的 针对3维人脸识别中存在表情变化的问题,提出了一种基于刚性区域特征点的3维人脸识别方法。方法 该方法首先在人脸纹理图像上提取人脸图像的特征点,并删除非刚性区域内的特征点,然后根据采样点的序号,在人脸空间几何信息上得到人脸图像特征点的3维几何信息,并建立以特征点为中心的刚性区域内的子区域,最后以子区域为局部特征进行人脸识别测试,得到不同子区域对人脸识别的贡献,并以此作为依据对人脸识别的结果进行加权统计。结果 在FRGC v2.0的3维人脸数据库上进行实验测试,该方法的识别准确率为98.5%,当错误接受率（FAR）为0.001时的验证率为99.2%,结果表明,该方法对非中性表情下的3维人脸识别具有很好的准确性。结论 该方法可以有效克服表情变化对3维人脸识别的影响,同时对3维数据中存在的空洞和尖锐噪声等因素具有较好的鲁棒性,对提高3维人脸识别性能具有重要意义。     

保角特征结合改进差分进化算法的三维人脸识别

针对三维人脸识别的高复杂度和二维人脸识别无法提供粒状线索的问题,提出一种全自动3D人脸表情识别算法, 该算法主要是提供比2D人脸识别更多的线索,同时降低计算复杂度。首先通过保角映射将3D人脸转化到2D平面,保留了面部变化的线索;然后,提出了基于优化算法的差分进化(DE)算法用于提高识别效率,同时提取最优人脸特征集和分类器参数,加速鲁棒特征(SURF)池描述了所有预期的人脸特征点。在博斯普鲁斯、FRGC v2及自己搜集的人脸数据集上的实验结果表明,本文算法解决了三维人脸识别的高计算复杂度和二维人脸识别的线索低问题,并在不降低识别性能的前提下大大地节约了成本,相比几种较为先进的三维人脸识别算法,本文算法取得了更好的识别效果,有望应用于一些商业人脸识别系统。     

基于特征分块的三维人脸重建和识别

针对传统三维人脸重建算法效率低且难以满足实际应用的缺陷,提出一种基于特征分块的三维人脸重建算法,并将此算法应用到三维人脸识别中,实现了基于特征分块的加权三维人脸识别。首先,利用基于平面模板的非均匀重采样法对原始数据进行归一化;其次,采用主动形状模型(ASM)算法对三维人脸和二维人脸图像进行特征定位和特征分块;然后,利用基于分块主元分析(PCA)的稀疏形变模型算法实现每个人脸分块的三维重建;最后,实现了此算法在三维人脸识别中的应用。实验表明,此重建算法具有较高的精度和重建效率,还可以达到全局最优,并且可以提高三维人脸的识别率。     

3D通用人脸模型的自适应算法及应用

利用3D人脸建模的方法进行人脸识别有效地克服了2D人脸识别系统中识别率易受光照、姿态、表情影响的缺陷。文章采用一种依据人脸图像对3D通用人脸模型进行自适应调整的有效算法,构造出特定的人脸模型并运用于人脸识别中。通过比较从人脸图像中估算出的特征点与通用人脸模型在图像平面上的投影点之间的关系,对3D通用人脸模型进行全局和局部调整,以适应人脸中眼、口、鼻的个性化特征。最后以一个实例说明了此算法的应用。